Given two polygonal curves $P$ and $Q$ defined by $n$ and $m$ vertices with $m\leq n$, we show that the discrete Fréchet distance in 1D cannot be approximated within a factor of $2-\varepsilon$ in $\mathcal{O}((nm)^{1-δ})$ time for any $\varepsilon, δ>0$ unless OVH fails. Using a similar construction, we extend this bound for curves in 2D under the continuous or discrete Fréchet distance and increase the approximation factor to $1+\sqrt{2}-\varepsilon$ (resp. $3-\varepsilon$) if the curves lie in the Euclidean space (resp. in the $L_\infty$-space). This strengthens the lower bound by Buchin, Ophelders, and Speckmann to the case where $m=n^α$ for $α\in(0,1)$ and increases the approximation factor of $1.001$ by Bringmann. For the discrete Fréchet distance in 1D, we provide an approximation algorithm with optimal approximation factor and almost optimal running time. Further, for curves in any dimension embedded in any $L_p$ space, we present a $(3+\varepsilon)$-approximation algorithm for the continuous and discrete Fréchet distance using $\mathcal{O}((n+m^2)\log n)$ time, which almost matches the approximation factor of the lower bound for the $L_\infty$ metric.


翻译:给定由$n$个和$m$个顶点定义的两条多边形曲线$P$和$Q$,其中$m\leq n$,我们证明:除非OVH(正交向量假设)不成立,否则一维离散弗雷歇距离无法在$\mathcal{O}((nm)^{1-δ})$时间内以$2-\varepsilon$的近似因子进行逼近,其中$\varepsilon, δ>0$。通过类似构造,我们将此下界推广到二维空间中连续或离散弗雷歇距离的情形,并将近似因子提升至$1+\sqrt{2}-\varepsilon$(对应欧几里得空间)或$3-\varepsilon$(对应$L_\infty$空间)。这强化了Buchin、Ophelders和Speckmann的下界结果,将其推广至$m=n^α$($α\in(0,1)$)的情形,并将Bringmann提出的$1.001$近似因子进一步增大。针对一维离散弗雷歇距离,我们提出了一种具有最优近似因子和近乎最优运行时间的近似算法。此外,对于嵌入任意$L_p$空间的任意维度曲线,我们提出了一种$(3+\varepsilon)$-近似算法,用于计算连续和离散弗雷歇距离,其时间复杂度为$\mathcal{O}((n+m^2)\log n)$,该近似因子几乎达到了$L_\infty$度量下理论下界的对应值。

0
下载
关闭预览

相关内容

耶鲁最新《离散数学笔记》,451页pdf
专知会员服务
38+阅读 · 2024年12月9日
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月18日
从信息论的角度来理解损失函数
深度学习每日摘要
17+阅读 · 2019年4月7日
面试时让你手推公式不在害怕 | 梯度下降
计算机视觉life
14+阅读 · 2019年3月27日
机器学习中如何处理不平衡数据?
机器之心
13+阅读 · 2019年2月17日
换个角度看GAN:另一种损失函数
机器之心
16+阅读 · 2019年1月1日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
详解常见的损失函数
七月在线实验室
20+阅读 · 2018年7月12日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
耶鲁最新《离散数学笔记》,451页pdf
专知会员服务
38+阅读 · 2024年12月9日
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月18日
相关资讯
从信息论的角度来理解损失函数
深度学习每日摘要
17+阅读 · 2019年4月7日
面试时让你手推公式不在害怕 | 梯度下降
计算机视觉life
14+阅读 · 2019年3月27日
机器学习中如何处理不平衡数据?
机器之心
13+阅读 · 2019年2月17日
换个角度看GAN:另一种损失函数
机器之心
16+阅读 · 2019年1月1日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
详解常见的损失函数
七月在线实验室
20+阅读 · 2018年7月12日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员